외부로부터 힘이나 모멘트를 받는 물체의 내부에 발생하는 응력(stress)은 종종 물체 내 특정한 지점에서 매우 큰 값을 나타내는데, 이러한 현상을 응력집중(stress concentration)이라고 부른다. 이러한 응력집중 현상은 다양한 요인들에 기인하여 발생하는데, 가장 대표적인 요인들은 물체의 특징적인 형상, 물체를 구성하는 재료의 불연속, 점하중(point load)과 같은 특이한 하중 및 구속조건들이다.
특징적인 형상이란 균열(crack)과 같이 물체가 예리하게 두 부분으로 금이 가 있는 선단부나 물체 내부에 구멍이 존재하는 등의 형상의 급격한 변화를 말한다. 특히, 균열 선단부에서는 응력값이 기하급수적으로 증가하기 때문에 그 값을 정확하게 계산하기란 여간 어려운 일이 아니다.
적층 복합재와 같이 서로 다른 재료들로 층을 이루고 있는 물체는 인접한 층과의 경계면에서 재료 물성치(material properties)가 불연속적이다. 그 결과 물체 전체가 동일한 량의 온도 변화나 형상 변화를 겪는다고 하더라도 물성치가 불연속인 부분에서 응력이 집중되곤 한다. 그리고 하중이 매우 좁은 면적에 집중되어 가해지는 일명 점하중이 작용하는 지점에서도 응력이 집중된다.
응력집중계수는 이러한 특징영역에서의 매우 큰 집중응력을 특징적인 상황이 존재하지 않는 물체의 나머지 영역에서의 평균 응력값으로 나눈 상대적인 비로 정의된다.
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